病毒的基本性状

1、第二篇 病毒学n形态最微小，结构最简单形态最微小，结构最简单n病毒分布广，可寄居于人、动植物和微生物内病毒分布广，可寄居于人、动植物和微生物内n75%75%的人类传染病由病毒引起的人类传染病由病毒引起 概 述3000BC，埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症病毒与疾病的关系病毒与疾病的关系关于人痘和牛痘接种预防天花的历史 中国从宋朝起用人痘接种预防天花中国从宋朝起用人痘接种预防天花古代中医书籍上古代中医书籍上的小儿出天花图的小儿出天花图n命中注定命中注定 天命所归天命所归 康熙帝，名玄烨，生于一六五四年，幼年康熙帝，名玄烨，生于一六五四年，幼年时患上天花病，此症乃满洲人克星，就连顺治皇帝、和硕豫亲

2、时患上天花病，此症乃满洲人克星，就连顺治皇帝、和硕豫亲王多铎等亦是死于天花。玄烨命硬，竟熬过了此绝症，活了下王多铎等亦是死于天花。玄烨命硬，竟熬过了此绝症，活了下来。来。n顺治与孝庄皇太后认为玄烨既天资聪敏，又能战胜恶疾，从鬼顺治与孝庄皇太后认为玄烨既天资聪敏，又能战胜恶疾，从鬼门关返回人间，必定有天予大任。后来，顺治病逝，玄烨继承门关返回人间，必定有天予大任。后来，顺治病逝，玄烨继承大统，八岁登上皇位，是为康熙大统，八岁登上皇位，是为康熙。清朝第一位清朝第一位“麻子皇帝麻子皇帝”康熙康熙 n小儿麻痹症-曾造成3000万/年儿童患病， 约1/100麻痹！n乙型肝炎-全球最严重的公共卫生问题！n

3、流行性感冒-发生过多次世界性大流行！n麻疹、水痘、腮腺炎、疱疹、狂犬病病原体病原体病毒病毒病毒与疾病的关系病毒与疾病的关系近20年来肆虐的病毒性疾病病原体病原体 病毒！病毒！SARSAIDS禽流感禽流感甲流甲流病毒性疾病的特点病毒性疾病的特点n传播快传播快n病死率高病死率高n易引起持续感染易引起持续感染n与某些肿瘤的发生有关与某些肿瘤的发生有关人类如何揭开病毒秘密？人类如何揭开病毒秘密？实验一实验一 健康烟草发病，肯定病原健康烟草发病，肯定病原在患病烟叶中（在患病烟叶中（1886 1886 德国德国 mayermayer）匀浆匀浆患病烟叶患病烟叶健康烟叶健康烟叶患病患病病毒的发现过程病毒的发现

4、过程实验二实验二 会不会是细菌产生的毒素呢？会不会是细菌产生的毒素呢？烟草仍然发病烟草仍然发病结论：可能是细菌毒素结论：可能是细菌毒素Chamberland氏滤器氏滤器伊凡诺夫斯基，俄罗斯，伊凡诺夫斯基，俄罗斯，1892年发现烟草花叶病病原的滤过性年发现烟草花叶病病原的滤过性贝杰林克（贝杰林克（1851-1931）荷兰著）荷兰著名科学家，名科学家，1898年发现病毒年发现病毒实验三实验三 感染烟草的物质置于凝胶中感染烟草的物质置于凝胶中匀浆匀浆琼脂凝胶块琼脂凝胶块 现象：现象：感染烟草的物质凝胶中以适度速度扩散感染烟草的物质凝胶中以适度速度扩散细菌仍滞留于琼脂的表面细菌仍滞留于琼脂的表面 结论

5、：结论：“有感染性的活的流质有感染性的活的流质”，并取名为病毒，并取名为病毒，拉丁名叫拉丁名叫“Virus”。 实验四实验四 分离提纯烟草花叶病毒分离提纯烟草花叶病毒斯坦利（斯坦利（1904-1971）美国著名化学家，）美国著名化学家，1935年提纯了烟草花叶病毒，年提纯了烟草花叶病毒，1946年获得诺贝尔奖年获得诺贝尔奖德国科学家考施德国科学家考施19391939年，第一次在电子显微镜下观察到烟草花叶病毒的形状年，第一次在电子显微镜下观察到烟草花叶病毒的形状 实验五实验五 观察到烟草花叶病毒观察到烟草花叶病毒病毒的特点n体积微小体积微小n结构简单结构简单n只含一种类型核酸只含一种类型核酸n严

6、格活细胞内寄生严格活细胞内寄生n以复制方式繁殖以复制方式繁殖n非细胞型微生物非细胞型微生物病毒（virus）n体积最小的一类微生物，能通过除菌滤器，无典型细胞结构和能产生能量的酶系统，只含有一种核酸，仅能在活细胞内以复制方式进行增殖的一类非细胞型微生物。n病毒体（病毒体（virionvirion）具有病毒的典型形态、结构和传染性完整成熟的病毒颗粒是病毒在细胞外的结构形式第22章 病毒的基本性状n 第一节第一节 病毒的大小与形态病毒的大小与形态n 第二节第二节 病毒结构与化学组成病毒结构与化学组成n 第三节第三节 病毒的增殖病毒的增殖n 第四节第四节 病毒的遗传变异病毒的遗传变异n 第五节第五节

7、 理化因素对病毒的影响理化因素对病毒的影响n 第六节第六节 病毒的分类病毒的分类第一节第一节 病毒的病毒的大小与形态大小与形态病毒的大小与形态 - 大小n测量单位 纳米（nm） 1nm = 1/1000 m 最小：20nm 最大：300nm葡萄球菌葡萄球菌(1000nm(1000nm） 牛痘病毒牛痘病毒300300250nm250nmA AB BC CD DE EF FG G立克次体立克次体450nm450nm衣原体衣原体390nm390nmA A、大肠杆菌噬菌体、大肠杆菌噬菌体 ( 65 ( 65 95nm )95nm )B B、腺病毒、腺病毒 (70nm )(70nm )C C、脊髓灰质炎

8、病毒、脊髓灰质炎病毒 (30nm )(30nm )D D、乙脑病毒、乙脑病毒 ( 40nm )( 40nm )E E、蛋白分子、蛋白分子 (10nm )(10nm )F F、流感病毒、流感病毒 ( 100nm )( 100nm )G G、烟草花叶病毒、烟草花叶病毒病毒的大小与形态 - 形态n病毒形态多样，大致可分为五类 球形或近似球形 杆（丝）状 蝌蚪形 砖形 弹状Spherical球形(多见人或动物病毒)Rod-shaped 杆状或丝状杆状或丝状(多见植物病毒多见植物病毒)Brick-shaped 砖块状砖块状(pox virus 痘病毒痘病毒)Bullet-shaped 子弹状子弹状(Ra

9、bies virus狂犬病毒狂犬病毒)Tadpole-shaped蝌蚪状phage噬菌体第二节第二节 病毒的病毒的结构和化学组成结构和化学组成病毒的结构和化学组成病毒的结构和化学组成基本结构基本结构CoreCore核心核心+ +CapsidCapsid衣壳衣壳Nucleocapsid(naked virus)Nucleocapsid(naked virus)核衣壳核衣壳( (裸露病毒裸露病毒) )CoreCore核心核心+ +CapsidCapsid衣壳衣壳+ +EnvelopeEnvelope包膜包膜Envelope virusEnvelope virus包膜病毒包膜病毒n病毒基因组，由核酸

10、组成（病毒基因组，由核酸组成（DNA / RNA）n决定病毒的复制、遗传、变异决定病毒的复制、遗传、变异n具有感染性具有感染性病毒的结构 核心 core病毒的结构和化学组成 - 结构n衣壳：蛋白质形态亚单位：壳粒形态亚单位：壳粒螺旋对称型螺旋对称型2020面体对称型面体对称型复合对称型复合对称型有抗原性有抗原性保护核酸保护核酸介导进入宿主细胞（与致病性有关）介导进入宿主细胞（与致病性有关）螺旋对称型螺旋对称型2020面体立体对称面体立体对称五邻体五邻体六邻体六邻体复复合合对对称称n包膜：根据有无包膜，可将病毒分为根据有无包膜，可将病毒分为 包膜病毒包膜病毒 裸露病毒裸露病毒病毒的结构和化学组成

11、 - 结构 病毒核衣壳在成熟过程中穿病毒核衣壳在成熟过程中穿过宿主细胞以出芽方式向外释放过宿主细胞以出芽方式向外释放时获得的，化学组成为脂质、蛋时获得的，化学组成为脂质、蛋白质和少量糖类。白质和少量糖类。 病毒的结构和化学组成 n含有宿主细胞膜的化学成分含有宿主细胞膜的化学成分n有的有包膜子粒有的有包膜子粒/刺突、刺突、VAPn有的有基质蛋白有的有基质蛋白包膜的组成包膜的组成病毒的结构病毒的结构n核酸n蛋白质n脂质和糖类 病毒的结构和化学组成 - 化学组成 病毒的结构和化学组成 - 化学组成病毒只含有一种核酸，病毒只含有一种核酸，DNADNA或或RNARNA据此可将病毒分为据此可将病毒分为RN

12、ARNA病毒及病毒及DNADNA病毒两种病毒两种n核酸核酸核酸的功能 病毒的结构和化学组成 - 化学组成病毒复制的模板病毒复制的模板决定病毒的特性决定病毒的特性部分核酸具有感染性部分核酸具有感染性 n感染性核酸 病毒的结构和化学组成 - 化学组成特点：特点： 除去蛋白衣壳后，若裸露的病毒核酸仍除去蛋白衣壳后，若裸露的病毒核酸仍能进入宿主细胞内增殖，叫能进入宿主细胞内增殖，叫感染范围广感染范围广感染性低感染性低n蛋白质保护核酸抗原性参与感染过程衣壳蛋白包膜蛋白间质蛋白酶蛋白包括作用 病毒的结构和化学组成 - 化学组成结构蛋白结构蛋白功能蛋白功能蛋白n脂质和糖类 病毒的结构和化学组成 - 化学组成

13、 主要存在于包膜中，脂质对干燥、主要存在于包膜中，脂质对干燥、热、酸、脂溶剂敏感。热、酸、脂溶剂敏感。 包膜破坏后，病毒失去感染性，可包膜破坏后，病毒失去感染性，可用于病毒的鉴定。用于病毒的鉴定。 第三节第三节 病毒的病毒的增殖增殖病毒的增殖病毒的增殖 增殖方式：增殖方式：复制（复制（ replication) replication) 以病毒基因为模板，在宿主细胞内经以病毒基因为模板，在宿主细胞内经过转录、转释、合成、装配等程序，最终释过转录、转释、合成、装配等程序，最终释放出子代病毒的过程。放出子代病毒的过程。 病毒的增殖 - 复制周期吸附吸附脱壳脱壳生物合成生物合成组装成熟与释放组装成熟

14、与释放病毒病毒穿入穿入宿主细胞吸附吸附静电吸附静电吸附真正吸附真正吸附非特异性非特异性可逆可逆特异性特异性不可逆不可逆 病毒的增殖 - 复制周期吸附吸附穿入穿入胞饮胞饮（裸露病毒）（裸露病毒）融合融合（包膜病毒）（包膜病毒）直接进入直接进入（噬菌体）（噬菌体） 病毒的增殖 - 复制周期脱壳脱壳核酸游离核酸游离 病毒的增殖 - 复制周期 细胞内无细胞内无完整病毒体完整病毒体 生物合成生物合成 用一切血清学方用一切血清学方法和电镜检查均不能法和电镜检查均不能查见处于生物合成阶查见处于生物合成阶段的病毒颗粒，故这段的病毒颗粒，故这个阶段叫个阶段叫隐蔽期（隐蔽期（eclipseeclipse） 病毒的

15、增殖 - 复制周期n按照病毒基因组不同，生物合成过程有所区别：按照病毒基因组不同，生物合成过程有所区别：dsDNAdsDNA（双链（双链DNADNA病毒）病毒） ssDNAssDNA（单链（单链DNADNA病毒）病毒） + ssRNA+ ssRNA（单正链（单正链RNARNA病毒）病毒） ssRNA ssRNA （单负链（单负链RNARNA病毒）病毒） dsRNAdsRNA（双链（双链RNARNA病毒）病毒） 逆转录病毒逆转录病毒 病毒的增殖 -复制周期 - 生物合成 双链DNA病毒生物合成早期蛋白质合成早期蛋白质合成- -功能蛋白功能蛋白步骤步骤子代子代DNADNA复制复制晚期蛋白质合成晚期

16、蛋白质合成- -结构蛋白结构蛋白n早期蛋白的合成 早期蛋白是早期蛋白是功能蛋白功能蛋白，能抑制宿主细，能抑制宿主细胞自身的代谢过程并提供病毒核酸复制所胞自身的代谢过程并提供病毒核酸复制所需的酶类需的酶类病毒核酸病毒核酸早期早期mRNAmRNA早期蛋白早期蛋白 双链DNA病毒生物合成n核酸的复制病毒核酸病毒核酸早期蛋白早期蛋白半保留复制半保留复制子代核酸子代核酸 双链DNA病毒生物合成n晚期蛋白的合成 晚期蛋白是晚期蛋白是结构蛋白，结构蛋白，主要为病毒主要为病毒衣壳蛋白衣壳蛋白病毒子代核酸病毒子代核酸晚期晚期mRNAmRNA晚期蛋白晚期蛋白 双链DNA病毒生物合成双股双股DNADNA病毒的生物合

17、成病毒的生物合成DNA转录mRNA翻译早期蛋白功能蛋白解链酶DNADNA大量子代DNA半保留复制转录mRNA翻译晚期蛋白子代病毒体结构蛋白单链DNA病毒生物合成 需在DNA聚合酶作用下先复制出互补链，再复制出子代DNA和翻译出病毒蛋白RNA病毒生物合成n+ssRNA病毒（单正链RNA） 本身 +ssRNA 可作为mRNA，可直接翻译早期蛋白nssRNA病毒（单负链RNA） 本身ssRNA 不可作为mRNA，需在RNA聚合酶作用下复制出互补的正链RNA，再翻译出早期蛋白RNA病毒生物合成n双链RNA病毒 不是半保留复制，子代RNA全部为新合成RNAn逆转录病毒 在逆转录酶的作用下，以病毒RNA为

18、模板，合成互补DNA逆转录病毒生物合成互补负链DNA转录mRNA转录子代RNA晚期蛋白早期蛋白RNA:DNA中间体中间体逆转录酶逆转录酶RNA降解双链DNA病毒病毒RNA逆转录酶逆转录酶RNADNARNA酶HDNA聚合酶双链双链DNA整合入细胞染色体整合入细胞染色体前病毒（前病毒（provirus）转录转录子代子代mRNA子代子代RNA翻译翻译子代蛋白质子代蛋白质n特点：逆转录酶，逆向转录逆转录病毒的生物合成前病毒形成组装成熟组装成熟DNADNA病毒在核内病毒在核内RNARNA病毒在浆内病毒在浆内不同方式不同方式 释放释放 病毒的增殖 - 组装成熟与释放n溶细胞型细胞裂解（裸露病毒）n稳定型细

19、胞本身不破坏，以出芽方式释放（包膜病毒）n细胞间传播（巨细胞病毒）病毒从细胞内释放方式病毒从细胞内释放方式稳定型释放稳定型释放出芽出芽（有包膜病毒释放方式（有包膜病毒释放方式）不破坏细胞，但可使细胞表不破坏细胞，但可使细胞表面出现病毒抗原面出现病毒抗原-靶细胞靶细胞流感病毒在细胞表面出芽释放电镜照片流感病毒在细胞表面出芽释放电镜照片病毒的复制周期吸附吸附 穿入穿入脱壳脱壳生物合成生物合成组装、成熟与释放组装、成熟与释放早期蛋白质合成早期蛋白质合成核酸复制核酸复制晚期蛋白质合成晚期蛋白质合成溶细胞型溶细胞型稳定型稳定型细胞间桥细胞间桥复制周期复制周期n顿挫感染：病毒进入宿主细胞后，有的细胞缺乏病

20、毒复制所需的酶或其他条件，致使该病毒在其中不能生物合成；或者虽合成了病毒的成分，但不能组装成熟为有感染性的病毒体，叫非容纳细胞：不能为某病毒复制提供非容纳细胞：不能为某病毒复制提供 必要条件的细胞，对该病毒是必要条件的细胞，对该病毒是病毒的增殖 - 异常增殖n缺陷病毒：因病毒基因不完整或基因位点改变，病毒不能正常增殖，复制不出完整有感染性的病毒颗粒，叫n辅助病毒：与缺陷病毒共同培养时能辅助缺陷病毒增殖出完整的有感染性的病毒体，这种有辅助作用的病毒叫病毒的增殖 - 异常增殖n两种病毒感染同一机体或细胞时，一种病毒抑制另一种病毒增殖的现象称干扰现象病毒的干扰现象 - 概念灭活病毒灭活病毒同同/ /

21、不同种、型、株的活病毒不同种、型、株的活病毒同同/ /不同种、型、株的活病毒不同种、型、株的活病毒n干扰素n破坏吸附与穿入n阻止生物合成n缺陷性干扰颗粒的存在病毒的干扰现象 - 干扰机理病毒的干扰现象 -干扰机理n缺陷性干扰颗粒（defective inhibition particle,DIP):基因组有缺陷但结构蛋白衣壳完整的病毒颗粒，其抗原性与完整病毒相同，可与完整病毒一样吸附于相应的靶细胞，从而干扰完整病毒的复制n阻止、中断发病n自身及同型间干扰病毒的干扰现象 - 干扰意义第四节第四节 病毒的遗传与变异病毒的遗传与变异n基因突变基因突变n基因重组与重配基因重组与重配n基因整合基因整合n

22、病毒基因产物的相互作用病毒基因产物的相互作用n病毒在增殖过程中碱基序列发生置换、缺失、插入，引起n由基因突变产生的病毒表型性状改变的毒株称突变株基因突变基因突变n条件致死突变株 只能在某种条件下增殖，而在另一种条件下只能在某种条件下增殖，而在另一种条件下不能增殖的不能增殖的病毒株。病毒株。如：温度敏感突变株(ts突变株)n仅能在容纳性温度28-31下增殖，在非容纳性温度/限制性温度下不能增殖。nTs株一般毒力明显降低，常用来制备疫苗基因突变基因突变n缺陷型干扰突变株 由于基因缺陷不能单独复制，必须在辅助病毒（野生株）存在时才能进行复制，并能干扰野生株的增殖。 与慢性持续性感染发生有关，如SSP

23、En宿主范围突变株宿主范围突变株 基因突变而扩大了感染宿主细胞范围，及时发基因突变而扩大了感染宿主细胞范围，及时发现有利于监控疾病。如禽流感病毒现有利于监控疾病。如禽流感病毒 人人n耐药突变株耐药突变株 分析病毒酶编码区基因，有利于发现变异与分析病毒酶编码区基因，有利于发现变异与耐药的关系耐药的关系基因重组与重配基因重组与重配n基因重组基因重组 两种病毒感染同一宿主细胞，病毒之间交两种病毒感染同一宿主细胞，病毒之间交换基因，产生新子代病毒，并能继续增殖，如：换基因，产生新子代病毒，并能继续增殖，如：交叉复活、多重复活交叉复活、多重复活活病毒活病毒活病毒活病毒灭活病毒灭活病毒灭活病毒灭活病毒基因

24、重组n交叉复活：交叉复活： 灭活病毒与活病毒感染同一宿主细胞时，因基因重组而使灭活病毒复活。n多重复活：多重复活： 两种或两种以上灭活病毒感染同一细胞时，经过基因重组而出现有感染性的子代病毒。 基因重组与重配基因重组与重配n基因重配基因重配 基因分节段的基因分节段的RNARNA病毒，交换病毒，交换RNARNA片段片段的基因重组，如：流感病毒的基因重组，如：流感病毒 两个不同的流感病毒两个不同的流感病毒株通过抗原转移或基株通过抗原转移或基因重排，形成新的病因重排，形成新的病毒株。毒株。基因整合基因整合 病毒感染宿主细胞过程中，将其病毒感染宿主细胞过程中，将其DNA插入到宿主染色体插入到宿主染色体

25、DNA中，这种病毒基因中，这种病毒基因组与细胞基因组的重组过程称为整合。组与细胞基因组的重组过程称为整合。如溶原性噬菌体，逆转录病毒等如溶原性噬菌体，逆转录病毒等病毒基因产物的相互作用病毒基因产物的相互作用表型混合：表型混合： 二株病毒共同感染同一细胞时，二株病毒共同感染同一细胞时，在成熟装配阶段，发生了错误装配而在成熟装配阶段，发生了错误装配而导致的子代病毒表型改变。导致的子代病毒表型改变。同一同一细胞细胞A A病毒病毒B B病毒病毒A A病毒病毒B B病毒病毒表型混合变异株表型混合变异株第五节第五节 理化因素对病毒的影响理化因素对病毒的影响n灭活（inactivation）病毒受理化因素作用后失去感染性，叫理化因素对病毒的影响灭活的病毒仍保留灭活的病毒仍保留抗原性抗原性红细胞吸附红细胞吸附血凝血凝细胞溶解细胞溶解n物理因素 温度：病毒耐冷不耐热 pH： pH 68稳定； 射线：射线和X射线以及紫外线都能 灭活病毒n化学因素 病毒对的抵抗力比细菌强； 病毒对氧化剂、卤素及其化合物敏感理化因素对病毒的影响第六节第六节 病毒的分类病毒的分类病病毒毒分分类类依依据据 n 核酸的性质与结